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涡轮流量计在低流量的粘度响应特性

来源:原创 发布时间:2013-03-30 09:33:24
  随着黏度升高,涡轮流量计响应曲线斜率逐步下降,涡轮流量计启动排量也随之下降。在流体为单相纯水时,涡轮流量计可以观察到的最慢转速为0.6r/s,而在黏度为57.5cSt和87cSt时,通过拍摄可以测量到到涡轮流量计低于0.01r/s的转动情况。特别是在黏度为87cSt条件时,难以观察到涡轮流量计无响应的情况,只要管路内有流动,就伴随有涡轮的转动。在测井中使用的涡轮流量计所能采集到的转速一般不低于0.5r/s,过低的转速会导致磁感应信号难以超过阈值而不会被采集到或者脉冲长度较长无法被识别。

  由于涡轮偏心和机械摩擦阻力矩微小变化的影响,涡轮流量计在同一个转动周期内会发生周期性的转速变化,这也使得涡轮很难出现极低的转速,因为此时极易受扰动而停止转动。因而实际使用中,当黏度较小时,涡轮流量计启动后最低转速一般在0.5r/s以上。但当流体黏度提高之后,涡轮流量计在极低转速时黏性阻力矩就会超过机械摩擦阻力矩,成为主要的阻碍力矩,而黏性阻力矩的大小是与涡轮流量计转速成正比的,此时就会形成一种负反馈机制。当涡轮转速降低时,黏性阻力矩就会下降,驱动力矩上升,使涡轮转速升高,反之依然。因而涡轮流量计的响应会变得较为稳定,启动排量会降低,可以观察到极低的转速。同时,同一周期内涡轮流量计的不稳定转动情况也会减弱。

1、随着黏度的增大,涡轮流量计的启动排量会降低,同时响应的最低转速也会下降。
2、随着黏度的提升,涡轮流量计的K值会下降,同时线性度也会变差。
3、在进入涡轮响应的线性段前,K值持续升高,且随流量计入口雷诺数呈指数增长关系。
4、对于产出液黏度较高的低产井,宜采用采集系统更敏感的涡轮使其能精确地采集低转速(小于0.01r/s)的信号。
5、用于测量不同黏性流体的涡轮流量计,只进行一次在高黏度条件下来流雷诺数不同的标定,即可近似得到该涡轮流量计K值与雷诺数的关系,并反推出该涡轮对不同黏性流体的响应曲线。

关键词:涡街流量计 涡轮流量计 液体涡轮流量计

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